DE2524917A1

DE2524917A1 - Stirnlager fuer den entkupplungsmechanismus einer kraftfahrzeugkupplung und mechanismus mit einem solchen stirnlager

Info

Publication number: DE2524917A1
Application number: DE19752524917
Authority: DE
Inventors: George Albert Tune
Original assignee: Ransome Hoffmann Pollard Ltd
Current assignee: Pilgrim House Group Ltd
Priority date: 1974-06-07
Filing date: 1975-06-05
Publication date: 1976-01-02
Also published as: IT1035967B; FR2273977A1; FR2273977B1; US3998507A; GB1508987A; SE7506446L

Description

Beschreibung
zum Patentgesuch

der Firma Ransome Hoffman** Pollard Limited, New Street,
Chelmsford, Essex / England

betreffend:

" Stirnlager für den Entkupplungsmechanismus einer Kraftfahrzeugkupplung und Mechanismus mit einem solchen Stirnlager "

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stirnlager für den Kupplungsmechanismus einer Kraftfahrzeugkupplung und auf diesen Mechanismus selbst.

Eine konventionelleTrockenkupplung für ein Kraftfahrzeug besteht aus antreibenden Teilen, die der Maschine zugeordnet sind und mit deren Ausgangswelle umlaufen, angetriebenen Teilen, die der Getriebeeingangswelle zugeordnet sind und mit dieser umlaufen, sowie Betätigungsteilen, welche den antreibenden und die getriebenen
Teile miteinander verbinden bzw. die Verbindung unterbrechen. Die-Betätigungsteile umfassen Federn und REibungsbeläge, welche eine Reibungskupplung der antreibenden und getriebenen Teile bewirken, ein Wälzelementstirnlager und einen Kupplungsmechanismus. Die Kupplungsbetätigung wird bewirkt durch einen gelenkig angeordneten, nicht umlaufenden Hebel, der auf das Stirnlager einwirkt. Einer der Ringe des Stirnlagers ist an einer Nabe befestigt, die gleitbeweglich auf einer an dem Getriebegehäuse befestigten Muffe sitzt oder in einigen Fällen gfeitbeweglich auf der Kupplungswelle selbst sitzt.

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Der andere Ring des Lagers steht direkt im Eingriff mit der Kupplungslamelle für das Aussereingriffbringen der Kupplung. Alternativ wirkt der andere Lagerring auf ein Stirnkissen ein, das auf einem Hebelsystem angeordnet ist, mit dem die Kupplungsdruckplatte betätigt wird.

Diese Ausfuhrungsform eines Kupplnngsmechanismus ist ein direkter Nachfolger des schon recht alten Mechanismus, bei dem ein volles Kohlelager verwendet wird. Hier ist ein Kohlering in ein Metallgußstück eingeschrumpft, das einen Teil der Kupplungspedalgabel bildet. Das Metallgußstück wirkt als Träger und weist ferner Mittel auf, auf die eine Kupplungsbauhebelgruppe einwirkt, die gelenkig innerhalb des Fahrzeugkupplungsgehäuses angeordnet ist, und betätigt wird durch Einrichtungen ausserhalb des Kupplunggehäuses. Bei der Entkupplung wird eine Seite des Kohleringes in Kontakt mit einem metallischen Stirnkissen gedrückt, das entweder an den Kupplungshebel einer Schraubenfederkupplung oder AN der Membrane einer Membrankupplung befestigt ist.. Der drehfeste Kohlering wirkt als ein volles, ungeschmiertes Stirnlager, das in Kontakt gebracht wird mit dem umlaufenden metallischen Stirnkissen um die Kupplung nur während der Dauer eines Sehaltvorganges zu entkuppeln.

Der Hauptnachteil dieses Mechanismus mit einem Kohlelager besteht darin, daß die Lagerkapazität bei den höheren Drehzahlen begrenzt ist. Darüberhinaus ist es, um exzessiven Verschleiß zu verhindern, wesentlich, ein.· gewisses Spiel zwischen dem Kohlering und dem metallischen Stirnkissen (oder der Membran) aufrechtzuerhalten, um dauernde Reibung zwischen den in Kontakt stehenden Oberflächen zu verhindern, wenn die Kupplung entkuppelt ist und das Fahrzeug läuft. Die Notwendigkeit für dieses Spiel führt zu der Notwendigkeit für regelmässige Neueinstellung einer solchen Kupplung, was wenig wünschenswert ist.

Obowhl der Ersatz eines solchen Kohlelagers durch reibungsarme Wälzlager die Lagerkapazität bei höheren Drehzahlen verbessert, und einen dauernden Kontakt mit dem Stirnkissen oder der Membran gestattet, werden dadurch doch Nachteile eingeführt, die herrühren von kaum vermeidbaren Fehlausfluchtungen in der Kupplungsbaugruppe. Die

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Achse des Betätigungslagers kann nämlich infolge der Aufsummierung von Toleranzen zwischen verschiedenen Teilen der Kupplungsbaugruppe relativ zur Achse der Kupplung selbst versetzt sein. Eine sich ändernde Versetzung kann ferner eingeführt werden, wenn der Hebel, welcher das Lager betätigt, nicht korrekt positioniert ist oder eine solche Geometrie aufweist, daß sich das Lager in nicht gerader Weise während des Kupplungsvorganges bewegt. Jede solche Versetzung führt eine vableibende, seitliche Belastung an der Berührungsfläche zwischen dem Lager und dem Stirnkissen oder der Membran ein, wobei die Grosse einer solchen seitlichen Belastung abhängt von dem REibungskoeffizienten an dieser Berührungsfläche.Diese seitliche Belastung führt zu Verschleiß und Wärmeerzeugung an dieser Berührungsfläche, und was noch weichtiger ist, belastet die Kupplungskomponenten selbst, was zu unerwünschtem Verschleiß und Änderungen der Auslenkcharakteristiken der Kupplung unter last führt. Dies ist insbesondere unerwünscht bei dem Membranfedertyp von Kupplungen, bei dem der Verschleiß des Anlenklagers der Membranfeder die Auslenkcharakteristiken der Membran ändert, und so die Wirkungsweise der Kupplung beeinflusst.

Diese Seitenbelastung an der Kontaktfläche zwischen dem Lager und dem Stirnkissen ist vernachlässigbar bei einer Kupplungsbaugruppe mit einem Kohlelager, weil diese betätigt wird unter Gleiten zwischen dem Kohlelager und dem Stirnkissen. Infolgedessen ist die Verringerung der Seitenbelastungen einer Kupplungsbaugruppe mit einem Wälzlager möglich durch Einführen einer Beschichtung niedrigen Reibungsmaterials zwischen den Kontaktflächen des Lagers und dem Stirnkissen. Obwohl dies die Seitenbelastung verringert, wird sie nicht vollständig vermieden und führt immer noch zu Verschleiß der Kupplung und zu einer schlechteren Leistung der Kupplung als eigentlich möglich wäre.

Man hat Anstrengungen unternommen, um diese Fehlausfluchtungsproblerne zu überwinden durch Verwendung eines Stirnlagers mit einem Paar von Ringen mit ebenen Laufflächen und einer Mehrzahl von Nadeln. Leider sind jedoch solche Lager nicht sehr praktisch, weil die Lagernadeln durch einen Käfig gehalten werden müssen, der mit den Nadeln umläuft und von einem der Lagerringe abgestützt ist. Dies führt zu REibung

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zwischen dem Käfig und dem ihn tragenden Lagerring und so zu einem Verschleiß des Lagers. Darüberhinaus müssen der innere und der äussere Ring eines solchen Lagers notwendigerweise mit unterschiedliche Drehzahl umlaufen, und es ist deshalb nicht möglich, daß die Nadeln eine reine Rollbewegung durchführen. Infolgedessen führen die Nadeln eine kombinierte Roll-und Gleitbewegung aus; dies führt zu weiterem Verschleiß zwischen den Nadeln und den Käfigtaschen und so zu einem einem wiederum erhöhten Lagerverschleiß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Stirnlager für eine Kraftfahrzeugkupplung zu schaffen, die die oben geschilderten Nachteile der bekannten Ausführungsformen nicht aufweist. Bei einem Stirnlager für einen Kupplungsmechanismus einer Kraftfahrzeugkupplung,bei der das Lager einen drehbaren Ring, einen drehfesten Ring und eine Mehrzahl von Kugeln umfasst, welche Ringe eine begrenzte radiale Relativbewegung zueinander ausführen können, wird diese Ausfgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß einer der Ringe eine Laufebene aufweist und der andere Ring eine Laufrille.

Wenn demgemäß die Achse des Lagers gegenüber der der Kupplung versetzt ist, kann der Ring, der in Kontakt steht mit dem Entkupplungsmechanismus (dem Stirnkissen oder der Membran)/ d.h. der drehbare Ring, sich radial relativ zu dem anderen (drehfesten) Ring des Lagers bewegen und so mit dem Entkupplungsmechanismus um dieselbe Achse umlaufen, wobei es in einem solchen Falle gleichgültig ist, daß die Achse des drehfesten Ringes gegenüber der Drehachse (der Kupplungsachse) versetzt ist. Darüberhinaus kann, da einer der Ringe eine Laufrille aufweist und Kugeln als Wälzelemente verwendet werden, der Kugelkäfig, der die Kugeln positioniert und trennt, frei mit dem Lager "schwimmen" ohne irgendwelche speziellen Sttitzmittel^weil der Käfig und die Kugeln zentriert werden durch die Laufrille, überraschenderweise hat sich gezeigt, daß trotz der kleinen Kontaktflächen zwischen den Kugeln und der ebenen Lauffläche,die Kugeln, die auf das Lager einwirkenden Kräfte zu übertragen gestatten. Bis jetzt hat man es als unpraktisch empfunden, Kugeln mit ebenen Laufflächen zu verwenden in der nun als irrig nachgewiesenen Annahme, daß die Kugeln nicht in der Lage wären, die auftretenden Belastungen zu übertragen.

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Vorzugsweise besitzt der drehfeste Ring die Laufebene und der drehbare Ring die Laufrille. Dies erleichtert die Positionierung der Kugeln im Lager und bewirkt eine Steuerung der Umlauflinie der Kugeln, der in diesem Falle ein Kreis ist, dessen Zentrum in der Hipplungsachse liegt. Wenn die relative Versetzung der Ringe sehr klein ist, und der Käfigaufbau so gewählt ist, daß eine hinreichende Kugeltaschenlänge in der ümfangsebene gegeben ist, um Änderungen der Kugelumlaufgeschwindigkeit aufzunehmen, kann der drehbare Ring die ebene Lauffläche besitzen und der drehfeste Ring eine Laufrille.

Der drehfeste Ring kann auch mit einer Schutzkappe versehen sein mit einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt der den drehbaren Ring und die Kugeln überdeckt und mit einem einwärts gerichteten Ringflansch. Die Schutzkappe bildet eine Abschirmung, die das Eindringen von Fremdkörpern in das Lager verhindert. Alternativ kann bei kleinenIaGERN UNd bei Lagern, die für niedrige und mittlere Drehzahlen ausgelegt sind, der drehbare ring mit einer Schutzkappe versehen sein, die einem im wesentlichen zylindrischen, den drehfesten Ring und die Kuegeln überdeckenden Abschnitt und einen einwärts gerichteten Flansch aufweist. Für Anwendungsfälle mit hoher Drehzahl wäre diese Alternative Schutzkappenanordnung jedoch wenig geeignet, da siemLt dem drehbaren Ring umlaufen müsste, und daher das in dem Lager enthaltene Schmiermittel zentrifugieren würde derart, daß das Basisöl von dem Fett getrennt würde, was zu Fehlschmierungnen und infolgedessen zu Lagerverschleiß führen könnte.

In beiden alternativen Ausführungsformen kann die Schutzkappe aus einem Stahlpressteil bestehen, das auf den zugeordneten Ring aufgepresst oder aufgebördelt ist, oder man kann ein Spritzgußkunststoffteil verwenden, das auf den zugeordneten Ring aufgeschnappt ist.

Vorzugsweise weist der drehbare Ring ein Glied auf, das in Kontakt steht mit eine^m Entkupplungsmechanismus, und das einstückig mit dem drehbaren Ring ausgebildet sein kann. Alternativ kann dieses Glied auch von einem Adapterstück gebildet sein, das auf den drehbaren Ring aufgepresst ist.

Vorzugsweise ist die Kupplungskontaktseite des Gliedes komplementär ausgebildet zur Form des mit ihm in Kontakt tretenden Teiles des

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Entkupplungsmechanismus. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Lager in Verbindung mit einer Membrankupplung verwendet wird, weil das Lager direkt die Membranfeder selbst kontaktiert. Zwei generelle Arten von Meinbranfedern sind im Gebrauch, nämlich eine konische, tellerartige durchgehende Membran und eine konische, tellerartige Membran, deren innere Enden konvex ausgebildet sind. Bei dem ersten Typ ist es deshalb vorteilhaft, daß die mit der Kupplung in Kontakt stehende Säte des Gliedes konvex ist, während beim letztgenannten Typ von Membran die der Kupplung zugewandte Seite des Gliedes konkav sein sollte.

Lager mit der Kupplung zugewandten Seiten dieser Formen sind hinreichend stabil im unteren Drehzahlbereich. Bei höheren Drehzahlen der Maschine jedoch wirken die Zentrifugalkräfte, die sich entwickeln infolge selbst der geringsten Ringversetzung oder Exzentrizität bei niedriger Kontaktbelastung kummulativ und erfordern eine höhere Lager-Kupplung-Kontaktvorspannung, um den drehbaren Ring konzentrisch be-i züglich der Kupplung zu halten. Solche hohen Vorspannkräfte sind unerwünscht, wenn ihnen nicht bei der Kupplungslagerauslegung von Anfang ar REchnung getragen wird. Für hohe Drehzahlen kann deshalb das mit der Kupplung in Kontakt stehende Glied mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen versehen werden, die im Betrieb in Schlitze eingreifen, welche in den Kontaktteil des Entkupplungsmechanismus vorgesehen sind. Eine solche Ausbildung ist besonders brauchbar, wenn eine Membrankupplung verwendet wird, weil sich im inneren Teil der Membran Schlitze befinden zur Erzielung einer Hebelwirkung zum Auslenken des Belleville Scheibenabschnittes an der Aussenkante der Membran. Der Eingriff der Vorsprünge direkt mit der Membran hat zur Folge, daß der drehbare Ring formschlüssig in jeder Radialrichtung positioniert wird und so jeglicher progression Verschiebng des drehbaren Ringes entgegengewirkt wird. Diese Maßnahme verhindert darüberhinaus, den Aufbau zusätzlicher Zentrifugalkräfte, die sonst die Tendenz hätten, mit zunehmender Maschinendrehzahl den Ring noch weiter zu versetzen.

Dieses Ineingriffbringen des Vorsprünge mit der Membran zusätzlich zur Steuerung der Verschiebung des drehbaren Ringes verringert auch die erforderliche Axialvorspannung für die Steuerung der Lagerkonzentrizität bezüglich der Membran über den gesamten sicheren Drehzahlbereich

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der Kupplungs-Lagerbaugruppe. Darüberhinaus ergibt sich durch diesen Formschlußeingriff ein Torsionsantrieb unabhängig von Reibungskontakt, vomit ein Gleiten in Umfangsrichtung an den Kontaktflächen verhindert wM/ das sonst infolge der Lagerträgheit eintreten könnte. Dieser Torsionsantrieb ist auch grosser als das Reibungsmoment, erzeugt an den Kontaktflächen durch plötzliche Maschinenbeschleunigungen, so daß eine weitre Quelle von Wärmeentstehung und Verschleiß ausgeschieden wird.

Der erste Eingriff der Vorsprünge mit den Spitzen wird erleichtert, wenn die Vorsprünge komplementär zur Form des erfassten Teils des Entkupplungsmechanismus ausgebildet sind.

Gemäß der Erfindung ist auch ein Kupplungsmechanismus vorgesehen mit einem Stirnlager, wie oben beschrieben, einer Kupplungsbetätigungseinrichtung und einem Entkupplungsmechanismus, wobei der drehbare Ring in Eingriff bringbar ist mit dem Entkupplungsmechanismus, während der drehfeste Ring in Eingriff bringbar ist mit der Kupplungsbetätigungseinrichtung.

Vorzugsweise wird der drehfeste Ring des Stirnlagers von einem Träger abgestützt. Es ist zu bevorzugen, daß der Träger mit einem Paar von einander diametral gegenüberliegenden Zapfen versehen ist, die in Eingriff stehen mit einem Kupplungshebelarm, der einen Teil der Kupplungseinrichtung bildet.

Der drehfeste Ring kann auf dem Träger mittels eines Federringes gehalten werden, der aus Federstahl oder Kunststoffmaterial besteht. Diese Art der Halterung des Lagers ist erheblich billiger als, was bei bekannten Lagern notwendig ist, eine Einpressfläche vorzusehen. Sie erleichtert auch den Zusammenbau oder die Zerlegung des Kupplungsmechanismus ohne Beschädigung der Lagerteile.

Sechs Ausfuhrungsformen eines Stirnlagers für einen Kupplungsmechanismus bei einer Kraftfahrzeugkupplung, aufgebaut gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert:

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Fig. 1 ist ein Teillängsschnitt eines Teils der ersten Ausführungsform eines Lagers;

Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung bei einer zweiten Ausführungs form;

Fig. 3 ist eine entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungsform;

Fig. 4 zeigt in entsprechender Darstellung eine vierte Lagerausführungs form;

Fig. 5 ist eine Endansicht auf das Lager nach Fig. 4;

Fig. 6 ist eine Teilschnittdarstellung eines Teils einer fünften Ausführungsform des Lagers;

Fig. 7 zeigt eine Endansicht des Lagers nach Fig. 6; und

Fig. 8 ist eine Teilschnittdarstellung des sechsten Ausführungsform des erfindungsgemässen Lagers.

Fig. 1 zeigt ein Kupplungsstirnlager mit einem drehbaren Ring 1, einem drehfesten Ring 2, der an einer Nabe 3 befestigt ist, einer Mehrzahl von Kugeln 4 (von denen nur eine dargestellt ist) und einem Käfig 5. Die Nabe 3 ist axial gleitbeweglich und kann durch das übliche Fusspedal (nicht dargestellt), über ein Hydrauliksystem (nicht dargestellt) und ein mechanisches Gestänge (nicht dargestellt) betätigt werden. Ein Adapterstück 6 aus gepresstem Stahl, aufgepresst auf den Ring 1, steht in Kontakt mit der (nicht dargestellten) Membran einer Kraftfahrzeugkupplung. Beide Ringe 1 und 2 bestehen aus hochwertigem Lagerstahl.

Der Ring 2 besitzt eine ebene Lauffläche 2a, während der Ring 1 mit einer Laufnut oder Kugelrille la versehen ist. Der Käfig 5 weist eine Mehrzahl von äquidistanten Taschen 5a auf, von denen jede eine Kugel 4 aufnimmt. Ein e aus gepresstem STahl bestehende Schutzkappe 7 ist auf den Aussendurchmessem des Ringes 2 aufgebördelt und liegt über dem Ring 1 und den Kugeln 4, so daß sie eine Abschirmung bildet zum Halten des Lagerschmiermittels und zum Verhindern des Eindringens von

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Fremdkörpern in das Lager. Eine getrennte Schmiermitteldichtung (nicht dargestellt) trägt weiter dazu bei, den Verlust von Schmiermitteln zu verhindern.

Die Nabe und Lageranordnung sind auf einer Klammer (nicht dargestellt) Hülse angeordnet, die an dem Getriebegehäuse befestigt ist, und die Nabe 3 ist gekuppelt mit einem KupplungshebeIjoch (nicht dargestellt). Die Baugruppe wird zunächst so eingestellt, daß das linksseitige Ende (gem. Fig. 1) des Adapterstückes 6 an der Membran unter leichter axialer Vorspannung anliegt. Demgemäß ist im Betrieb der Adapter 6 des drehbaren Ringes 1 dauernd in Kontakt mit der Membran und demgemäß rotiert der Ring 1 mit der Membran, unabhängig davon, ob die Kupplung im Eingriff steht oder nicht. Die Laufrille la zentriert die Kugel 4 und den Käfig 5 derart, daß keine Notwendigkeit besteht, den Käfig mit einer Abstützung zu versehen. Die mit der Membran in Kontakt stehende Fläche des Adapterstückes 6 ist konvex und damit angepasst an die Form der tellerartigen Type von Membran.

Um die Kupplung zu entkuppeln, wird die Nabe 3 nach links bewegt,gemäß fig. 1, mittels des Kupplungshebeljoches. Diese Nabenbewegung nimmt das Lager und das Adapterstück 6 mit und führt dazu, daß der innere Teil der Membran nach links bewegt wird, womit der äussere Teil nach rechts ausgelenkt wird, damit die Kupplung entkuppelt wird. Wenn die Achse der Nabe 3 gegenüber der Achse der Kupplung versetzt ist, nimmt der Ring 1 eine radial gegenüber der Achse des Ringes 2 versetzte Position ein und läuft demgemäß mit der Membran um die gleiche Achse um. In einer solchen versetzten Position haben die Kugeln 4 Wälzkontakt mit der Laufebene 2a, wobei die Kugeln längs einer elliptischen Strecke auf der Ebene 2a laufen. Abhängig von dem Grad der Versetzung stehen die Kugeln mit der Laufrille la an unterschiedlichen Punkten in Kontakt. Demgemäß ist selbst bei Auftreten einer seitlichen Versetzung praktisch keine Seitenbelastung auf der Berührungsfläche zwischen der Membran und dem drehbaren Ring 1 des Lagers.

Das Lager kann auch ohne ursprüngliche Axialvorspannung ausgebildet werden. In diesem Falle tritt der Adapter 6 des drehbaren Ringes 1 mit der Membran nur dann in Kontakt, wenn die Kupplung entkuppelt wird. Demgemäß zentriert die Laufrille la die Kuegeln 4 und den Käfig 5 nur dann, wenn die Kupplung entkuppelt wird. Wenn die Kupplung ein-

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kuppelt, werden der Käfig 5 zusammen mit den Kugeln 4 und dem drehbaren Ring 1 abgestützt von einem Festteil des Lagers mittels Schultern 5b an dem Käfig.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Lagers mit einem drehbaren Ring 11, einem drehfeien Ring 12 , der an einer Nabe 13 befestigt ist, einer Mehrzahl von Kugeln 14 (nur eine ist erkennbar) und einem Käfig 15. Die Nabe 13 ist axial gleitbeweglich und kann in der gleichen Weise wie die Nabe 3 in der Ausführungsform nach Fig. 1 bewegt werden. Ein Adapterstück 16 aus gepresstem Stahl, aufgepresst auf Ring 11, steht in Kontakt mit der (nicht dargestellten) Membran an einer Kraftfahrzeugkupplung. Beide Ringe 11 und 12 bestehen aus hochwertigen Lagerstahl.

Der Ring 12 weist eine ebene Laufbahn 12a auf, während der Ring 11 mit einer Laufrille 11a versehen ist, und der Käfig 15 ist mit einer Mehrzahl von äguidistanten Taschen 15a ausgebildet, von denen jede eine Kugel 14 aufnimmt. Eine als Metallpressteil ausgebildete Schutzkappe 17 ist auf den Aussendurchmesser des Ringes 12 aufgebördelt und liegt über dem Ring 11 und den Kugeln 12, so daß sich eine Abschirmung bildet, die das Eindringen von fremden Partikeln in das Lager verhindert, währed aijleich zusammen mit dem Ring 11 eine Labyrintdichtung gegen den Verlust von Lagerschmiermittel geschaffen wird. Eine getrennte (nicht dargestellte) Schmiermittelabdichtung trägt weiter dazu bei, den Verlust von Schmiermitteln zu verhindern. Die mit der Membran in Kontakt stehende Seite des Adapterstückes 16 ist konkav ausgebildet, so daß dieses Lager besonders geeignet ist für die Verwendung bei einer Membrantype, der eine konische Tellerform besitzt, deren innere Enden konvex ausgebldet werden.

Die Kupplung wird entkuppelt in ähnlicher Weise, wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert wurde. Auch hier kann das Lager so ausgebildet werden, daß das Adapterstück an der Membran mit einer anfänglichen Vorspannung anliegt, so daß der Ring 11 immer mit der Membran umläuft. Alternativ kann das Lager auch so eingestellt werden, daß keine Vorspannung vorliegt, in welchem Falle der Ring 11 nur dann mit der Membran umläuft, wenn die Kupplung entkuppelt wird.

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Die Lageranordnung nach Fig. 3 ist sehr ähnlich der nach Fig. 1 und insofern, als sie einen drehbaren Ring 21 mit einer Laufrille 21a aufweist, einen drehfesten Ring 22 mit einer ebenen Lauffläche 22a, eine Nabe 23, eine Mehrzahl von Kugeln 24, einen Käfig 25 mit Taschen 25a und eine Schutzkappe 27. Hier ist jedoch die Schutzkappe 27 auf den Aussendurchmesser des drehbaren Ringes 21 gebördelt. Diese Anordnung ist nur geeignet für niedrige und mittlere Drehzahlen, da bei hohen Drehzahlen die Drehung der Kappe 21 die Tendenz haben würde, das Fett innerhalb des Lagers zu zentrifugieren, so daß die Tendenz bestünde, daß das Schmiermittel in seine Bestandteile zerlegt wird, was zu vorzeitigem Lagerausfall führen könnte. Das Lager bei dieser Ausführungsform hat jedoch keinen Adapter entsprechend den Adapterstücken 6 bzw. 16 aus Fig. 1 und 2. Anstelle dessen ist am linken Ende (nach Fig. 3) des drehbaren Ringes 21 ein konvexer Membranenkontaktabschnitt 28 angeformt.

Das Entkuppeln der diesem Lager zugeordneten Kupplung erfolgt in ähnlicher Weise wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 erläutert.

Das Kupplungslager nach Fi.g 4 und 5 entspricht in wesentlichen Teilen denen nach Fig. 1-3. Es ist demgemäß ein drehbarer Ring 31 vorgesehen mit einer Laufrille 31a, ein drehfester Ring 32 mit einer ebenen Luaffläche 32a, eine Mehrzahl von Kugeln 34, ein Käfig 35 mit Taschen 35a, ein Adapterstück 36, das auf den Ring 31 aufgepresst ist, und eine Schutzkappe 37, die auf den Aussendurchmesser des Ringes 12 aufgebördelt ist. Auch hier ist das Adapterstück 36 mit einem konkaven Membranenkontaktabschnxtt 38 versehen.

In dieser Ausführungsform gibt es keine Nabe, entsprechend den Naben 3, 13 bzw. 23 der vorher beschriebenen Ausführungsformen. Anstelle der Nabe wird der drehfeste Ring 32 abgestützt von einem Träger 39, und das gesamte Lager mit dem Träger ist halbfrei abgestützt auf dem (nicht dargestellten) Kupplungshebeljoch mittels eines Paares von diametral einander gegenüberliegenden angeordneten Zapfen 4o (Fig. 5). Das KupplungshebeIjoch ist mit Sitzen versehen, die mit den Zapfen 4o zusammenwirken, und das Joch umgreift die Getriebeeingangswelle und ist innerhalb des Kupplungsgehäuses schwenkgelagert. Eine Besonderheit dieser llontageanordnung besteht darin,

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daß das Lager nicht nur axial nach links verschieblich ist (wie in Fig. 4 dargestellt), um die Kupplung zu entkuppeln, sondern dabei einen Kreisboden durchläuft, weil es auf dem schwenkbaren Hebel gelagert ist. Dies würde üblicherweise die Ausfluchtungsprobleme noch verschärfen, doch bei der erfindungsgemässen Lagerausbildung tritt das Problem überhaupt nicht auf, wegen der zulässigen Relativbewegung zwischen den Ringen 31 und 32. Nichtsdestoweniger muß das Lager bei dieser Ausfuhrungsform so ausgelegt werden, daß es erheblich mehr radial Fehlausfluchtung aufnehmen kann als bei den Lageranfordj^nungen nach Fig. 1-3 notwendig ist.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein Lager, das praktisch identisch ist mit dem nach fig. 4 und 5; und infolgedessen wurden bei dieser Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen für entsprechende Teile verwendet, und der Kürzehalber, sollen nur die Abweichungen erläutert werden. Der Unterschied beäbaht darin, daß das Adapterstück, hier ein Teil des Ringes 31, bei der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 mit einer Mehrzahl von äquidistanten, sich axial erstreckenden Vorsprüngen 38a auf der der Membran zugewandten Kontaktseite 38 ausgebildet ist. Diese .Vorsprünge 38a sind komplementär zu (nicht dargestellten) Schlitzen im inneren TEiI der Membran. Die Vorsprünge 38a sind ähnlich profiliert, wie die Seite 38, d.h. sie sind konkav in Richtung auf die Membran, so daß bei Annäherung des Lagers an die Kupplung beim Zusammenbau die konkaven Seiten der Vorsprünge 38a mit der Membran in Kontakt treten, was die Tendenz hat, das Lager in eine zentrierte Position zu heben, von der aus eine geringe Winkeldrehung erforderlich ist, damit die Projektionen in Eingriff mit den Schlitzen einfallen können. Die Positionierung der Vorsprünge 38a in den Membranschlitzen positioniert nichtrur den drehbaren Ring 31 formschlüssig in jeder Radialrichtung und verhindert damit jegliche zunehmende Versetzung dieses Ringes, sondern verhindert darüberhinaus die Entwicklung von zusätzlichen Zentrifugalkräften, die bei hohen Maschinendrehzahlen sonst die Tendenz hätten, den Ring 31 kumulativ nach aussen zu versetzen. Die Verriegelung verringert ferner die erforderliche axiale Vorspannung für die Aufrechterhaltung der Lagerkonzentrizitat bezüglich der Membran über den gesamten erforderlichen Drehzahlbereich.

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Schliesslich ergibt sich ein Torsionsantrieb, der unabhängig ist von Kontaktreibung und der Gleiten an den Kontaktflächen in Umfangsrichtung unterbindet, das sonst infolge der Trägheit der Lagerteile auftreten könnte. Schliesslich ist dieser Torsionsantrieb grosser als das REibungsmoment, das an den Kontaktflächen auftritt infolge plötzlicher Beschleunigungen der Maschine, so daß man eine weitere Ursache für Wärmeerzeugung und Verschleiß eliminiert. Diese Ausführungsform eines Lagers kann offensichtlich nur dann verwendet werden, wenn der drehbare Ring 31 dauernd in Dreheingriff mit der Membran steht.

Fig. 8 zeigt ein Lager ähnlich dem nach Fig. 4 und 5, und wiederum werden für einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Der Träger 39 ist bei dieser Ausführungsform jedoch von abweichender Ausbildung als bei Fig. 4 und 5, und der drehfeste Ring 32 ist an diesem Träger mittels eines Federringes 41 befestigt, der aus Federstahl besteht. Diese .Art das Lager zu halten ü erheblich billiger als die Arbeitsgänge, die erforderlich sind, Einpressflächen auszuarbeiten. Auch der Zusammenbau wird erleichtert und das gleiche gilt für die Zerlegung der Kupplungsmechanismen, wobei die Lagerteile nicht beschädigt werden dürfen. Der einzige weitere Unterschied zwischen diesem Lager und dem Lager nach Fig. 4 und 5 besteht darin, daß der drehbare Ring 31 nach fig. 8 eine ebene Lauffläche 31a aufweist, während der drehfeste Ring 32 hier mit der Laufrille 32a versehen wurde.

Lagerringe und Adapterstücke mit beiden Mambranenkontaktseiten und Vorsprüngen können in vaschiedener Weise gefertigt werden. Wenn ein separater Adapter verwendet wird, kann er mit speziellen Flächen und VorSprüngen aus Sintergußmetall geformt werden, oder aus Stahl gepresst werden. Alternativ kann man die besondere Ausbildung der Kontaktfläche mit den Vorsprüngen auf dem Ring selbst durch Schmieden oder Gesenkschmieden ausbilden.

Die beschriebenen Lager können in verschiedener Weise abgewandelt werden. Z.B. kann man anstelle der Verwendung eines nur in einer Richtung tragenden Kugelstirnlagers ein Winkelkontaktlager verwenden.

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Darüberhinaus sind zwar die beschriebenen Stirnlager für die Verwendung mit einer Membrankupplung bestimmt, doch erkennt man ohne weiteres, daß die Lager auch für die Anwendung bei Kupplungen ausgebildet sein könnten, die ein Stirnkissen/Hebelsystem des Entkupplungsmechanismus besitzen.

( Patentansprüche )

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Claims

Patentansprü ehe

l.i Stirnlager für den Entkupplungsmechanismus einer s '

Kraftfahrzeugkupplung mit einem drehbaren Ring, einem drehfesten Ring und einer Mehrzahl von Kugeln, welche Ringe eine begrenzte radiale Relativbewegung zueinander ausführen können, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Ringe eine ebene Lauffläche aufweist, während der andere Ring eine Laufrille besitzt.
2. Stirnlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Ring die ebene Lauffläche aufweist und der drehfeste Ring die Rille.
3. Stirnlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehfeste Ring eine ebene Lauffläche aufweist und der drehbare Ring eine Laufrille.
4. Stirnlager nach einem der Ansprüche von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem drehfesten Ring eine Schutzkappe mit einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt, der den drehbaren Ring und die Kugeln überdeckt und mit einem einwärts gerichteten Ringflansch zugeordnet ist.
5. Stirnlager nach einem der Ansprüche von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem drehbaren Ring eine Schutzkappe mit einem zylindrischen Abschnitt, der den drehfesten Ring und die Kugeln überdeckt und mit einem einwärts gerichteten Ringflansch zugeordnet ist.
6. Stirnlager nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappe ein Stahlpressteil ist und an dem zugeordnetem Ring durch Aufpressen oder Bördeln befestigt ist.

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7. Stirnlager nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet^ daß die Schutzkappe ein Kunststoffspritzgußteil ist und an dem zugeordneten Ring aufgeschnappt ist.
8. Stirnlager nach einem der Ansprüche von 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmiermittelabdichtung für das Halten von Schmiermitteln innerhalb des Stirnlagers vorgesehen ist.
9. Stirnlager nach einem der Ansprüche von 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem drehbaren Ring ein in Kontakt mit dem Entkupplungsmechanismus der Kupplung stehendes Glied zugeordnet ist.
10. Stirnlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied einstückig mit dem drehbaren Ring ausgebildet ist.
11. Stirnlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied von einem auf dem drehbaren Ring aufgepressten Adapterstück gebildet ist.
12. Stirnlager nach einem der Ansprüche von 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktseite des Gliedes komplementär ausgebildet ist zu der Form des Gegenkontaktstückes des Entkupplungsmechanismus.
13. Stirnlager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktseite des Gliedes konvex ist.
14. Stirnlager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktseite des Gliedes konkav ist.
15. Stirnlager nach einem der Ansprüche von 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen versehen ist, die in Eingriff bringbar sind mit Schlitzen in dem Kontaktteil des Entkupplungsmechanismus.
16. Stirnlager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die

Vorsprünge komplementär zur Form der in Eingriff stehenden 509881 /0350

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Teile des Entkupplungsmechanismus ausgebildet sind.
17. Entkupplungsmechanismus mit einem Stirnlager nach einem der Ansprüche 1 bis 16, mit einer Kupplungsbetätigungseinrichtung und einem Entkupplungsmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Ring in Eingriff bringbar ist mit dem Entkupplungsmechanismus und der drehfeste Ring mit der Kupplungsbeiäbigungseinrichtung.
18. Stirnlager nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der drehfeste Ring des Stirnlagas von einem Träger gehalten ist.
19. Stirnlager nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit einem Paar diametral einander gegenüberliegenden Zapfen versehen ist, die in Eingriff stehen mit einem, einen Teil der Kupplungsbetätigungseinrichtung bildenden Hebelarm.
20. Stirnlager nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der drehfeste Ring mittels eines Federringes an den Träger gehalten ist.

509881 /0350

IS

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